基于Inspire的采摘机械臂结构优化设计  

作　　者：叶霜 唐萌 陈斌 周志冰 

机构地区：[1]湖南机电职业技术学院机械工程学院,湖南长沙410151

出　　处：《南方农机》2024年第19期25-28,45,共5页

基　　金：2022年度湖南省教育厅科学研究项目(22C0931)。

摘　　要：【目的】现有油茶采摘机的机械臂普遍存在设计冗杂且自重较大的问题,导致整体体积过大而无法在低矮的林区间隙穿行,亟需进一步推进采摘机械小型化、轻量化发展。【方法】以采摘机械臂的主臂为研究对象,从材料选型和结构优化两方面进行轻量化研究,以最大化刚度为设计目标,采用Altair Inspire软件的OptiStruct拓扑优化求解器,分析主臂零件的载荷工况和受力约束,对设计空间内的材料重新布局。【结果】1)铝合金材料的优化重构模型质量减轻了32%。2)优化后主臂的最大米塞斯应力为7.770 MPa,最大位移为0.07091 mm,虽然这两个参数有稍许提高,但仍远小于材料的屈服应力,且安全系数仍在较高水平。【结论】优化效果显著,有效地降低了零件的重量和成本,提高了零件的强度和耐用度,进一步提高了采摘机械臂的结构效益和经济效益。

关 键 词：机械臂 INSPIRE 拓扑优化 轻量化 

分 类 号：S225.93[农业科学—农业机械化工程]